第2章 基本放大電路(3) - 副本

模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)河北科技大學(xué)信息學(xué)院基礎(chǔ)部第七次課常見的兩種共射放大電路1.直接耦合共射放大電路：信號(hào)源與電路、電路與負(fù)載直接相連。基本電路的改進(jìn)：a)電源合并；b)電源用電位表示。內(nèi)容回顧2.阻容耦合共射放大電路

1）電路：

C1、C2為耦合電容。在電路中起連接作用，通交流、阻直流，提高電路的放大能力。波形分析與前面一樣，只是更明顯輸入、輸出均為交流信號(hào)。內(nèi)容回顧放大電路分析靜態(tài)分析動(dòng)態(tài)分析估算法圖解法微變等效電路法圖解法計(jì)算機(jī)仿真

分析放大電路就是在理解放大電路工作原理的基礎(chǔ)上求靜態(tài)工作點(diǎn)和各項(xiàng)動(dòng)態(tài)參數(shù)。§2.3放大電路的分析方法內(nèi)容回顧畫交、直流通路基本思想對(duì)于放大電路的直流通路：將放大電路中

1）電容視為開路；

2）電感線圈視為短路（即忽略線圈電阻）；

3）信號(hào)源視為短路，但應(yīng)保留其內(nèi)阻。對(duì)于放大電路的交流通路：將放大電路中

1）容量大的電容（如耦合電容）視為短路；

2）無內(nèi)阻的直流電源（如+VCC）視為短路。內(nèi)容回顧圖解法的應(yīng)用

1）計(jì)算靜態(tài)工作點(diǎn)（靜態(tài)分析）。

2）計(jì)算電壓放大倍數(shù)（動(dòng)態(tài)參數(shù)的分析）。

3）分析放大電路的非線性失真。

4）分析電路參數(shù)放大電路的影響。

5）分析放大電路最大輸出電壓。內(nèi)容回顧利用作圖法確定Q的方法步驟：1、畫出晶體管的輸入、輸出特性曲線;2、根據(jù)輸入回路得到輸入回路負(fù)載線確定IBQ；3、根據(jù)輸出回路得到輸出回路負(fù)載線確定Q。內(nèi)容回顧典型放大電路放大倍數(shù)的分析1、引起放大電路非線性失真的原因：

1）晶體管特性的非線性；

2）Q點(diǎn)的位置不合適：

Q點(diǎn)偏低或

Q點(diǎn)偏高；

3）輸入信號(hào)太大。

————均可以引起非線性失真三、分析放大電路的非線性失真Q點(diǎn)偏低產(chǎn)生非線性失真-------截止失真（對(duì)于uo

頂部平頂失真）Q點(diǎn)偏高產(chǎn)生的非線性失真-------飽和失真（對(duì)于uo底部平頂失真）？思考：

Q點(diǎn)合適，如果輸入信號(hào)過大，會(huì)發(fā)生什么現(xiàn)象？2、非線性失真的類型：1）Q點(diǎn)偏低引起的截止失真；2）Q點(diǎn)偏高引起的飽和失真；3）輸入信號(hào)過大引起的雙失真。3、避免晶體管放大電路產(chǎn)生非線性失真采取的手段：

1）選擇線性好的晶體管；

2）選擇放大電路合適的Q;3）輸入信號(hào)不能太大，放大電路放大的是小信號(hào)。根據(jù)基本放大電路Q的估算：四、分析電路參數(shù)對(duì)放大電路Q的影響。電路參數(shù)：Rb

、Rc、Vcc

、VBB，晶體管參數(shù)：UBE、β

1、Rb對(duì)放大電路Q的影響—Rb增大Q沿曲線向下移

—輸入負(fù)載線斜率減小。RbQQRb對(duì)放大電路Q的影響—在輸出負(fù)載線：

Rb增大Q沿負(fù)載線向下移。RbQQ2、RC對(duì)放大電路Q的影響—RC增大Q沿輸出特性曲線線向左移(負(fù)載線斜率變小）。RcQQ3、VCC對(duì)放大電路Q的影響—VCC增大Q沿輸出特性曲線線向左移(負(fù)載線斜率不變）。VccQQ總結(jié)：

1、Rb

(

Rc

、VCC不變）的變化在負(fù)載線上表現(xiàn)為：

Rb增大Q沿負(fù)載線向下移，Rb減小Q沿負(fù)載線向上移。——Rb的大小決定Q對(duì)應(yīng)的特性曲線。

Rc

、VCC不變——負(fù)載線的斜率及與橫軸的交點(diǎn)位置不變。總結(jié)：

2、Rc

(

Rb

、VCC不變）的變化在負(fù)載線上表現(xiàn)為：Rc增大負(fù)載線的斜率減小，Rc減小負(fù)載線的斜率增大?！猂C的大小決定負(fù)載線斜率的大小。

Rb、VCC不變——Q對(duì)應(yīng)的輸出特性曲線及負(fù)載線與橫軸的交點(diǎn)位置不變?？偨Y(jié)：

3、VCC(Rc

、Rb不變）的變化在負(fù)載線上表現(xiàn)為：VCC增大Q沿輸出特性曲線線向右移(負(fù)載線斜率不變，即負(fù)載線平移）。—VCC的大小決定負(fù)載線與橫軸的交點(diǎn)位置。

Rb

、Rc不變——Q對(duì)應(yīng)的輸出特性曲線及負(fù)載線的斜率不變。五、分析放大電路最大輸出電壓：最大輸出電壓的值為VCC-UCEQ和UCEQ-UCES中較小的。圖解法的特點(diǎn)：直觀形象，可以分析Q點(diǎn)位置是否合適分析非線性失真。依賴于特性曲線；易產(chǎn)生測(cè)量誤差；不適于頻率較高的情況；較復(fù)雜的電路無法分析；【例】用圖解法分析帶負(fù)載電阻RL的阻容共射電路靜態(tài)和動(dòng)態(tài)指標(biāo)。已知UBEQ，

IBQ用估算法得到1、用圖解法分析電路Q1.靜態(tài)工作點(diǎn)Q一、靜態(tài)工作點(diǎn)的分析（ui=0）iCuCEVCCiBiBEQibtuit2、用圖解法分析電路動(dòng)態(tài)指標(biāo)—輸入端的信號(hào)只考慮交流信號(hào)時(shí)，輸出回路的外電路特性稱為交流負(fù)載線。3、用圖解法分析電路動(dòng)態(tài)指標(biāo)—輸出端的信號(hào)控制情況一、靜態(tài)工作點(diǎn)的分析（ui=0）iCuCEVCC直流負(fù)載線交流負(fù)載線最大輸出電壓的值為和UCEQ-UCES中較小的。動(dòng)態(tài)工作點(diǎn)在Q點(diǎn)附近沿交流負(fù)載線移動(dòng)！！圖解分析法的解題步驟：1.認(rèn)為UBEQ已知，用估算法求出IBQ2.由直流通路畫出輸出回路直流負(fù)載線，確定ICQ和UCEQ3.由交流通路畫出輸出回路交流負(fù)載線，確定動(dòng)態(tài)指標(biāo)。請(qǐng)注意

直耦共射電路的直流和交流負(fù)載線重合；阻容共射電路交流負(fù)載線比直流負(fù)載線陡，當(dāng)負(fù)載電阻RL開路時(shí)，兩負(fù)載線重合。小結(jié)基本要求：

1、掌握直流、交流通路的畫法；

2、了解圖解法分析電路的方法，會(huì)分析失真和求最大輸出電壓。作業(yè)P138習(xí)題2.2(a)(b)2.4（有效值=最大值/）

從晶體管的輸入、輸出特性曲線可以看出，晶體管各極電壓、電流關(guān)系呈非線性關(guān)系，所以晶體管為非線性元件。給分析晶體管的工作情況造成了一定難度，增加了一定的復(fù)雜性。但在一定條件下（ui為低頻小信號(hào)時(shí)），可以將晶體管等效成線性元件，建立線性模型。這樣使問題簡(jiǎn)單化。2.3.3等效電路法一、晶體管的直流模型(了解內(nèi)容)晶體管的直流模型:僅適用于晶體管工作在放大狀態(tài).當(dāng)放大電路工作在靜態(tài)時(shí)，晶體管的b-e間UbeQ為一固定電壓值，于是b-e間等效為恒壓源Uon，同時(shí)加一個(gè)PN結(jié)確定IBQ的方向。而ICQ=βIBQ,與UCEQ無關(guān)，所以Tc-e間用一受控恒流源來等效，并用一個(gè)PN結(jié)確定ICQ的方向。于是得到晶體管的直流模型：注意：要求用估算法計(jì)算靜態(tài)工作點(diǎn)。1.畫出直流通路；2.用晶體管直流模型代替晶體管；3.得到等效電路，計(jì)算靜態(tài)工作點(diǎn)。放大電路的直流等效電路**二、晶體管共射h參數(shù)等效模型在共射放大電路中,低頻小信號(hào)作用時(shí),可以將晶體管看成一個(gè)線性雙口網(wǎng)絡(luò),利用網(wǎng)絡(luò)的h參數(shù)來表示輸入、輸出的電壓與電流的相互關(guān)系，便可得出等效電路，稱為共射h參數(shù)等效模型。這個(gè)模型是在小信號(hào)作用下的等效電路，所以只能用于放大電路動(dòng)態(tài)小信號(hào)參數(shù)的分析。也稱微變等效電路法。1.輸入回路:當(dāng)輸入信號(hào)很小時(shí)，輸入特性曲線在小范圍內(nèi)近似直線。iBuBE

uBE

iB對(duì)輸入的小交流信號(hào)而言，三極管b—e間相當(dāng)于電阻rbe。

rbe是動(dòng)態(tài)電阻，與Q的位置有關(guān)，是Q切線斜率的倒數(shù)。rbb

‘的量級(jí)一般為100~300歐，可取200或300歐。IE為Q的發(fā)射極電流。對(duì)于小功率三極管：2.輸出回路iCuCE近似平行

iC輸出端相當(dāng)于一個(gè)受ib

控制的電流源。**3、晶體管的微變等效模型：

Tb-e間用一等效電阻rbe來表示（rbe為動(dòng)態(tài)電阻）；

Tc-e間用一受控恒流源來表示。ubeibuceicrbeibibbcecbe微變等效電路模型僅對(duì)變化量而言的；2.h參數(shù)與Q有關(guān)。非常重要！icubeuce三、放大電路的微變等效電路畫出放大電路的交流通道Uirbe

IbIbIiIcUoRbRCRL交流通路RbRCRLuiuo常用有效值表示將交流通道中的三極管用微變等效電路代替:四、共射放大電路動(dòng)態(tài)參數(shù)的分析在放大電路的交流通路中，用晶體管的h參數(shù)等效模型取代電路中的晶體管便可得到放大電路的交流等效電路。1.電壓放大倍數(shù)的計(jì)算——體現(xiàn)電路的放大能力。注意：負(fù)號(hào)表示輸入和輸出電壓相位相反。Uirbe

IbIbIiIcUoRbRCRL2.輸入電阻的計(jì)算輸入電阻指的是向放大電路輸入端看進(jìn)去的等效電阻。輸入電阻的定義：Uirbe

IbIbIiIcUoRbRCRL電路的輸入電阻越大，從信號(hào)源取得的電流越小，對(duì)信號(hào)源的影響程度也越小。Uirbe

IbIbIiIcUoRbRCRL3.輸出電阻的計(jì)算對(duì)于負(fù)載而言，放大電路相當(dāng)于信號(hào)源，從放大電路輸出端看進(jìn)去的等效電阻即輸出電阻。輸出電阻體現(xiàn)了放大電路帶負(fù)載能力。1）輸出電阻Ro計(jì)算：注意：輸出電阻與負(fù)載無關(guān)。從放大電路的輸出端看進(jìn)去的電阻。所以：2）用加壓求流法求輸出電阻：rbeRbRC00

利用加壓求流法求電路的輸出電阻，令信號(hào)源電壓Us=0,但保留其內(nèi)阻Rs。然后在輸出端加一正弦測(cè)試信號(hào)Uo，于是產(chǎn)生一動(dòng)態(tài)電流Io，則有說明：雖然利用h參數(shù)等效模型分析的是動(dòng)態(tài)參數(shù)，但是由于rbe與Q點(diǎn)緊密相關(guān)，而且只有在Q點(diǎn)合適時(shí)動(dòng)態(tài)分析才有意義，所以對(duì)放大電路進(jìn)行分析時(shí)，總是遵循“先靜態(tài)，后動(dòng)態(tài)”的原則，也只有Q點(diǎn)合適才可進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析。例:電路如圖所示已知VCC=12V，Rb=510kΩ，

RC=3kΩ；晶體管的rbb’=150Ω，β=80，導(dǎo)通時(shí)的UBEQ=0.7V；

RL=3